大功率半导体芯片的封装组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种大功率半导体芯片的封装组件。封装组件包括硅铝盒体、金锡焊料片、金刚石铜热沉块、锡铅焊料片、大功率半导体芯片、盖板、低频连接器和射频连接器，硅铝盒体底部开有腔槽，金刚石铜热沉块位于腔槽中，并通过锡铅焊料片与硅铝盒体焊接，大功率半导体芯片位于腔槽上方，并通过金锡焊料片焊接在金刚石铜热沉块上，盖板盖合硅铝盒体，并通过激光封焊与硅铝盒体焊接，低频连接器和射频连接器焊接在硅铝盒体的相对两侧。本实用新型的封装组件能够解决大功率半导体芯片封装后，散热、热膨胀、气密性不能兼顾的问题。
【专利说明】大功率半导体芯片的封装组件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子元器件封装领域，特别是一种大功率半导体芯片的封装组件。
【背景技术】
[0002]大功率半导体芯片在应用时对封装的散热要求高，同时要求封装材料的热膨胀系数比较低。而传统的AlSiC(铝碳化硅)、铜、钥铜、钨铜等金属都无法同时满足散热和密封要求，不能兼顾大功率半导体芯片封装后的散热、热膨胀、气密性。
实用新型内容
[0003]本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种大功率半导体芯片的封装组件，能够解决大功率半导体芯片封装后，散热、热膨胀、气密性不能兼顾的问题。
[0004]本实用新型采用的技术方案是这样的:提供一种大功率半导体芯片的封装组件，所述封装组件包括硅铝盒体、金锡焊料片、金刚石铜热沉块、锡铅焊料片、大功率半导体芯片、盖板、低频连接器和射频连接器，所述硅铝盒体底部开有腔槽，所述金刚石铜热沉块位于所述腔槽中，并通过所述锡铅焊料片与所述硅铝盒体焊接，所述大功率半导体芯片位于所述腔槽上方，并通过所述金锡焊料片焊接在所述金刚石铜热沉块上，所述盖板盖合所述硅铝盒体，并通过激光封焊与所述硅铝盒体焊接，所述低频连接器和所述射频连接器焊接在所述硅铝盒体的相对两侧。
[0005]优选地，所述腔槽贯穿所述硅铝盒体底部，所述金刚石铜热沉块包括头部和端部，所述头部的剖面尺寸小于所述端部的剖面尺寸，所述腔槽为T型槽，所述金刚石铜热沉块的头部置于所述腔槽中，所述金刚石铜热沉块的端部连接所述头部的端面通过所述锡铅焊料片与所述硅铝盒体焊接。
[0006]优选地，所述腔槽位于硅铝盒体底部但并不贯穿所述硅铝盒体底部，所述锡铅焊料片设置在所述硅铝盒体底部，所述金刚石铜热沉块设置在所述锡铅焊料片上，并通过所述锡铅焊料片焊接在所述腔槽内。
[0007]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:通过采用金刚石铜热沉块作为热沉散热，从而能够解决大功率半导体芯片封装后，散热、热膨胀、气密性不能兼顾的问题，可以大幅度提高大功率半导体芯片的散热效率和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型大功率半导体芯片的封装组件一种实施例的剖面结构示意图。
[0009]图2是本实用新型大功率半导体芯片的封装组件另一种实施例的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0011]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0012]本实用新型提供的封装组件包括硅铝盒体1、金锡焊料片2、金刚石铜热沉块3、锡铅焊料片4、大功率半导体芯片5、盖板6、低频连接器7和射频连接器8，硅铝盒体I底部开有腔槽11，金刚石铜热沉块3位于腔槽11中，并通过锡铅焊料片4与硅铝盒体I焊接，大功率半导体芯片5位于腔槽11上方，并通过金锡焊料片2焊接在金刚石铜热沉块3上，盖板6盖合硅铝盒体1，并通过激光封焊与硅铝盒体I焊接，低频连接器7和射频连接器8焊接在硅铝盒体I的相对两侧。
[0013]本实用新型的封装组件在具体应用时，具有内嵌式和外嵌式两种封装方式。
[0014]参见图1，是本实用新型大功率半导体芯片的封装组件一种实施例的剖面结构示意图。本实施例的封装组件采用外嵌式的封装方式。其中，腔槽11贯穿硅铝盒体I底部，金刚石铜热沉块3包括头部和端部，头部的剖面尺寸L小于端部的剖面尺寸M，腔槽11为T型槽，金刚石铜热沉块3的头部置于腔槽11中，金刚石铜热沉块3的端部连接头部的端面通过锡铅焊料片4与硅铝盒体I焊接。
[0015]如果采用外嵌式的封装方式，则封装流程如下:
[0016]对硅铝盒体1、金锡焊料片2、金刚石铜热沉块3和锡铅焊料片4、进行超声波清洗；
[0017]在气氛炉中采用金锡焊接低频连接器7和射频连接器8 ；
[0018]采用氦气质谱仪对封装组件进行检漏；
[0019]将大功率半导体芯片5通过金锡焊料片2焊接在金刚石铜热沉块3上，焊接完成后通过X-RAY检测焊接空洞；
[0020]将金刚石铜热沉块3的端部连接头部的端面通过锡铅焊料片4与硅铝盒体I上，焊接完成后通过X-RAY检测焊接空洞；
[0021]再次采用氦气质谱仪对封装组件进行检漏；
[0022]在硅铝盒体I上安装其他元器件；
[0023]调试封装组件的电气性能；
[0024]在真空烘箱中烘烤，并通过激光封焊将盖板6与硅铝盒体I焊接；
[0025]采用压氦法检测封装组件的气密性能。
[0026]参见图2，是本实用新型大功率半导体芯片的封装组件另一种实施例的剖面结构示意图。本实施例的封装组件采用内嵌式的封装方式。其中，腔槽11位于硅铝盒体I底部但并不贯穿硅铝盒体I底部，锡铅焊料片4设置在硅铝盒体I底部，金刚石铜热沉块3设置在锡铅焊料片4上，并通过锡铅焊料片4焊接在腔槽11内。
[0027]如果采用外嵌式的封装方式，则封装流程如下:
[0028]对硅铝盒体1、金锡焊料片2、金刚石铜热沉块3和锡铅焊料片4、进行超声波清洗；
[0029]在气氛炉中采用金锡焊接低频连接器7和射频连接器8 ；
[0030]采用氦气质谱仪对封装组件进行检漏；
[0031]将大功率半导体芯片5通过金锡焊料片2焊接在金刚石铜热沉块3上，焊接完成后通过X-RAY检测焊接空洞；
[0032]将金刚石铜热沉块3的端部连接头部的端面通过锡铅焊料片4与硅铝盒体I上，焊接完成后通过X-RAY检测焊接空洞；
[0033]在硅铝盒体I上安装其他元器件；
[0034]调试封装组件的电气性能；
[0035]在真空烘箱中烘烤，并通过激光封焊将盖板6与硅铝盒体I焊接；
[0036]采用压氦法检测封装组件的气密性能。
[0037]本实用新型实施例的封装组件采用金刚石铜热沉块作为散热热沉，金刚石铜作为一种复合材料，具有高导热和低热膨胀系数的优点，可以保证大功率半导体芯片的散热与热膨胀兼容的问题，并且盖板通过激光封焊的方式焊接，能够保证封装组件的气密性，从而能够解决大功率半导体芯片封装后，散热、热膨胀、气密性不能兼顾的问题，可以大幅度提高大功率半导体芯片的散热效率和可靠性。
[0038]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种大功率半导体芯片的封装组件，其特征在于，所述封装组件包括硅铝盒体(1)、金锡焊料片(2)、金刚石铜热沉块(3)、锡铅焊料片(4)、大功率半导体芯片(5)、盖板(6)、低频连接器(7)和射频连接器(8),所述硅铝盒体(1)底部开有腔槽(11),所述金刚石铜热沉块(3)位于所述腔槽(11)中，并通过所述锡铅焊料片(4)与所述硅铝盒体(1)焊接，所述大功率半导体芯片(5)位于所述腔槽(11)上方，并通过所述金锡焊料片(2)焊接在所述金刚石铜热沉块(3)上，所述盖板(6)盖合所述硅铝盒体(1),并通过激光封焊与所述硅铝盒体(1)焊接，所述低频连接器(7)和所述射频连接器(8)焊接在所述硅铝盒体(1)的相对两侧。
2.根据权利要求1所述的封装组件，其特征在于，所述腔槽(11)贯穿所述硅铝盒体(1)底部，所述金刚石铜热沉块(3)包括头部和端部，所述头部的剖面尺寸小于所述端部的剖面尺寸，所述腔槽(11)为I型槽，所述金刚石铜热沉块(3)的头部置于所述腔槽(11)中，所述金刚石铜热沉块(3)的端部连接所述头部的端面通过所述锡铅焊料片(4)与所述硅铝盒体⑴焊接。
3.根据权利要求1所述的封装组件，其特征在于，所述腔槽(11)位于硅铝盒体(1)底部但并不贯穿所述硅铝盒体(1)底部，所述锡铅焊料片(4)设置在所述硅铝盒体(1)底部，所述金刚石铜热沉块(3)设置在所述锡铅焊料片(4)上，并通过所述锡铅焊料片(4)焊接在所述腔槽(11)内。
【文档编号】H01L23/373GK204144238SQ201420626280
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】季兴桥, 陆吟泉 申请人:中国电子科技集团公司第二十九研究所